Monografias.com > Sin categoría
Descargar Imprimir Comentar Ver trabajos relacionados

La caña de azúcar : oportunidades y amenazas (página 2)



Partes: 1, 2

La tendencia actual de realizar análisis
integrados para el establecimiento de Políticas
Macroeconómicas, conlleva a considerar de manera conjunta
las tres vertientes siguientes: propuestas del Desarrollo
Sostenible (DS); características y potencialidades de la
caña de azúcar y comportamiento del mercado
asociado, las que permiten identificar un conjunto de aspectos
característicos del sector, que pueden resumirse de la
forma siguiente:

  • el debate
    actual del DS está centrado en: lograr crecimiento
    económico, manteniendo un equilibrio
    entre las entradas y salidas de material y energía del
    sistema
  • existe una gran preocupación a nivel
    internacional por el ritmo de explotación de las
    fuentes de
    energía fósiles, cobrando cada vez más
    fuerza la tendencia a la búsqueda de alternativas
    energéticas renovables, en particular con el uso de la
    biomasa
  • la caña de azúcar es uno de los
    cultivos que almacena en forma de biomasa la mayor cantidad de
    la energía disponible en la radiación incidente, al mismo tiempo que
    dispone de un potencial genético de la cosecha entre
    200-300 ton/ha, muy superior al promedio mundial actual de 60
    ton/ha
  • la caña de azúcar puede utilizarse como
    fuente de materias primas para una amplia gama de derivados,
    algunos de los cuales constituyen alternativas de
    sustitución de otros productos con impacto
    ecológico adverso (cemento,
    papel obtenido a partir de pulpa de madera,
    etc)
  • los residuales y subproductos de esta industria,
    especialmente los mostos de las destilerías son
    relativamente contaminantes, al mismo tiempo que contienen una
    gran cantidad de nutrientes orgánicos e
    inorgánicos que permiten su reciclaje en
    forma de abono, alimento animal, etc. En este sentido es
    importante señalar el empleo de la cachaza como
    fertilizante
  • el tratamiento de los efluentes (aguas residuales y
    mostos) mediante la fermentación anaeróbica puede
    utilizarse para la obtención de energía renovable
    en forma de biogás
  • las mieles finales y los jugos del proceso de
    producción de azúcar pueden emplearse para la
    producción de alcohol, lo
    que permite disponer de un combustible líquido de forma
    renovable
  • el precio del
    azúcar se viene deflacionando continuamente
    (incluídos los períodos de guerras
    mundiales) desde 1900, lo que evidencia que este producto no
    debe considerarse como una opción estable de ingresos en el
    largo plazo
  • el precio deflacionado de los productos
    convencionales asociados a la industria de derivados (tablero,
    papel, alimento animal) como regla, al menos, no crece, en
    contraposición al precio de la
    energía
  • la aparición en los países
    desarrollados de edulcorantes alternativos, subsidiados en
    algunos casos, y su acelerada introducción en la
    industria alimenticia, reduce la demanda de
    azúcar
  • existe una marcada tendencia al incremento de la
    producción de alcohol para combustible automotor en el
    mundo, incluyendo a países desarrollados como EUA,
    Francia y
    Canadá
  • un factor para incrementar la eficiencia
    energética, es la reducción en los requerimientos
    de transportación de insumos y productos
  • el secado del bagazo mediante los gases de
    escape permite una reducción de su humedad de un 50% a
    un 35%, lo que mejora la eficiencia en la generación de
    vapor e incrementa la disponibilidad de bagazo para otros
    usos
  • la incorporación de los Residuos
    Agrícolas de la Cosecha (RAC) como fuente de
    energía es atractiva, aunque debe evaluarse de forma
    exhaustiva los aspectos económicos asociados, así
    como la alternativa de su empleo para alimento animal, donde
    tiene la ventaja de que no compite con la alimentación
    humana
  • en el proceso de producción de azúcar,
    tomado como referencia productiva para el cultivo de la
    caña de azúcar, compiten entre sí: el
    enfoque de los derivados y el de la energía

A todos estos argumentos debe añadirse la
siguiente propuesta de este trabajo: "la suficiencia
energética renovable de un país debe considerarse
como un problema de seguridad
nacional", que expresa la necesidad de disponer de este recurso
para garantizar la continuidad, estabilidad y solidez del proceso
de expansión de la economía.

Tomando en cuenta los aspectos antes señalados,
este trabajo tiene como objetivo
fundamental caracterizar la agroindustria de la caña de
azúcar, a partir del comportamiento del mercado de algunos
derivados tradicionales (tableros aglomerados, papel y
cartón, cultivos alternativos para alimento animal y
mieles finales) y de seis escenarios productivos seleccionados
(balance de materiales y
de energía) viables tecnológicamente, que ilustran
las posibilidades, alternativas y potencialidades de cualquier
país (considerado como sistema), para establecer una
estrategia de DS en el sector.

II. Comportamiento
del mercado de productos tradicionales

Como se ha expresado, el cultivo de la caña de
azúcar permite obtener, además de azúcar,
una amplia cantidad de derivados. Sin embargo, en el mercado de
estos productos es posible encontrar amenazas potenciales para el
sector, las cuales se ilustran a continuación a
través del comportamiento del mercado de algunos de estos
productos.

II.1 El mercado de azúcar

El azúcar crudo, como norma general, es un
producto semielaborado que se destina a la refinación y de
ahí la necesidad de cumplir con un conjunto de
parámetros de calidad. En
cuanto a los niveles de producción de azúcar, el
comportamiento por regiones geográficas en el
período 1900-1990 puede caracterizarse:

  • hasta el comienzo de la II Guerra
    Mundial, los niveles de producción de todas las regiones
    se mantuvieron por debajo de los 10 MM tm
  • a partir de 1950 comienza un sostenido incremento de
    la producción hasta 1975 en Europa,
    América y Asia. En el
    caso de Asia esta tendencia se mantiene hasta 1990, momento en
    que alcanza volúmenes semejantes a los de América
    y Europa
  • Africa y Oceanía registran tendencias a crecer,
    pero con un ritmo inferior al de las tres regiones
    anteriores.
  • a partir de 1975 los niveles de producción de
    América y Europa se estabilizan
  • entre 1950-70 se produjo un crecimiento en más
    de 40 MM tm a razón de un 4.1% anual. [Asia: 7.4% anual;
    Europa: 3.9%, América del Sur: 4.0%]. Las causas de este
    crecimiento fueron:
  • recuperación económica europea en la
    postguerra
  • incremento de la utilización del azúcar
    en algunas industrias
    como la alimentaria (conservas, bebidas, confituras, etc),
    química y farmacéutica.
  • cambios en los hábitos de consumo de
    algunos países, especialmente en Asia.
  • crecimiento de la población
  • disminución relativa del precio del
    azúcar.
  • en la década de los 70's, se registra una tasa
    de crecimiento del 1.9% anual, principalmente en: norte de
    Africa y Medio
    Oriente
  • a partir de los 80's la tasa anual promedio 1.3%, se
    reduce prácticamente al crecimiento
    poblacional.

Este comportamiento a partir de 1950 ha estado causado
fundamentalmente por la ocurrencia de cambios estructurales en el
mercado azucarero como son:

  • entre 1951-55 los países capitalistas
    desarrollados representaban el 53% del consumo mundial y los
    subdesarrollados el 31%, en 1981-85 la situación es
    totalmente inversa los desarrollados representan el 30% y los
    subdesarrollados el 51%
  • en 1951-55 el comercio
    internacional representa el 42% del consumo y en 1981-85
    representa el 29%
  • en la primera mitad de los 50's las exportaciones de los países capitalistas
    desarrollados que eran de un 13% contra un 78% del total de las
    exportaciones de azúcar (países subdesarrollados)
    pasó en 1981-85 a 41% (países capitalistas
    desarrollados) y a 56% (países
    subdesarrollados)

Las consecuencias más relevantes de estos cambios
estructurales en los grupos económicos son:

  • mayor vulnerabilidad al aumento de los precios
    mundiales, ya que los consumidores mundiales más
    importantes no son los países desarrollados y por otra
    parte los altos precios del mercado pueden constituir un nuevo
    estímulo a los sustitutos del azúcar
  • una mayor probabilidad de
    precios deprimidos, al participar en el mercado de forma
    mayoritaria el azúcar subsidiado de la Comunidad
    Económica Europea (CEE) y las reexportaciones de los
    EUA
  • un cambio en la
    estructura
    del tipo de azúcar, ya que los países
    subdesarrollados, como norma general son importadores de
    azúcar blanco, en tanto los importadores tradicionales
    de azúcares crudos se van reduciendo cada vez
    más.
  • una consecuente agudización de la competencia en
    el mercado libre, con la consiguiente afectación de los
    precios mundiales.

Por otra parte, a partir de los niveles de precios y
producción puede demostrarse que los precios deflacionados
de este producto se han venido reduciendo sostenidamente desde
1900 (incluidos los años de guerras mundiales).

Otros aspectos asociados al consumo promedio
son :

  • el consumo per capita aumenta a razón de 0.2
    kg/hab cada año
  • en los países importadores netos el consumo
    per capita es muy alto y las elasticidades de la demanda altas
    (0.8-2.0), por tanto una disminución de los precios da
    lugar a un aumento sustancial del consumo
  • en los países subdesarrollados es de 6.7 a
    14.3 kg/hab con tendencia al incremento de 0.25 kg/hab cada
    año
  • a partir de 1974 exhibe una tendencia a estabilizarse
    alrededor de 20 kg per capita

Por otra parte, el mercado de edulcorantes diferentes
del azúcar se ha desarrollado rápidamente en los
últimos años y ocupa en la actualidad un alto por
ciento del mercado total de endulzantes en el mundo. Aunque el
azúcar continúa siendo el endulzante de mayor
preferencia a nivel mundial, se apreció una tendencia
hasta mediados de los años 90’s de su
sustitución por otros, ya sean calóricos o
artificiales, a partir de políticas proteccionistas de
países como Estados Unidos y
Japón.

II.2. Papel y cartón

La producción de papel representa un conflicto para
la Humanidad, ya que por una parte es imprescindible para su
desarrollo, como soporte de información, y por otro, su
producción está asociada a la tala de bosques con
el consecuente impacto ecológico.

Para enfrentar y resolver este conflicto, pueden
utilizarse diversas vías, entre las que se
encuentran:

  • búsqueda e introducción en
    explotación de nuevas alternativas de soportes de
    información. En este sentido una alternativa eficiente
    es el empleo de los sistemas
    informativos basados en redes de computadoras
    asociadas, en las cuales la transmisión de datos se
    realiza por vía electrónica
  • implementación de sistemas de reciclajes cada
    vez más eficientes en el uso del papel
  • desarrollo de la producción de papel a partir
    de otras fuentes de materias primas cuyo período de
    renovación sea inferior al de los bosques, cuyas
    funciones
    de: asimilación de CO2 y producción de
    O2, modificación y regulación de las
    condiciones climáticas, protección contra la
    erosión,
    etc, tiene un impacto ecológico relevante
  • empleo de subproductos o residuos de cosechas
    agrícolas.

Justamente dentro de esta última variante se
enmarca la obtención de pulpa y papel a partir de bagazo,
la cual constituye una alternativa ecológica de empleo de
este residual de la producción de azúcar y que en
la actualidad representa el 75% del bagazo industrializado del
mundo, cuyas posibilidades se ilustran en la tabla 1.

Tabla 1. Posibilidades de producción de pulpa y
papel a partir de bagazo

Tipo de pulpa

Producto

química

papel de imprenta y escribir, cartulina,
cartón liner

papel para sacos y envolver

semiquímica

papel para sacos y envolver,
cartoncillo

química-mecánica y
mecánica

papel de imprenta y escribir, papel
gaceta

pulpa absorbente

culeros infantiles desechables, almohadillas
sanitarias

En cuanto a la producción de papel, ésta
puede dividirse para su estudio en las tres categorías
siguientes: papel periódico,
papel de imprenta y escribir y otros papeles y cartón,
cuyos niveles de producción y comercio
reportados en los Anuarios de Productos Forestales de la FAO
puede resumirse en los aspectos siguientes:

– la producción mundial de estos tres productos
exhibe una lenta tendencia de crecimiento, cuya relación
de incremento promedio anual se muestra en la
tabla 2:

Tabla 2. Tasa anual de incremento de la
producción mundial de papeles

Tipo de papel

Tasa de incremento anual (MM
tm)

periódico

0.58

imprenta y escribir

1.83

otros papeles y cartón

2.90

– la producción mundial de papel
periódico se mantiene constante a partir de
1989

Este comportamiento, que de forma general demuestra la
tendencia a una menor participación en la
producción de los diferentes tipos de papel y
cartón de los países y regiones que tiene el peso
fundamental de esta producción a nivel mundial, puede
explicarse a partir del sostenido desarrollo y acelerada
introducción de nuevos soportes y medios de
transmisión de información como son los discos
magnéticos y las redes de computadoras,
que permiten el intercambio de información sin necesidad
de este soporte físico. No obstante, este producto
continua resultando indispensable para un gran número de
aplicaciones, como la docencia, por lo cual es un renglón
que no puede descuidarse en las políticas de desarrollo
con un enfoque de suficiencia nacional.

II.3. Tableros aglomerados

El desarrollo de las tecnologías para la
producción de tableros aglomerados, responde a la
necesidad de incrementar los niveles de aprovechamiento de las
explotaciones forestales, las cuales representan pérdidas
en términos de reducción del área de
bosques, así como a la necesidad de utilizar las ramas o
los desechos que aparecen durante la explotación y la
elaboración de la madera en los aserríos en forma
de astillas y recortes.

En el caso de los tableros aglomerados de bagazo, se
tiene como antecedente la experiencia acumulada en la
fabricación de paneles de fibras, elementos moldeados y
otros tipos de paneles, cuyas principales aplicaciones son:
panelería ligera para divisiones interiores, puertas
interiores, closets y estantes de cocina, revestimiento de
paredes, encofrado, etc, pudiendo señalarse, que el empleo
de paneles aglomerados de bagazo compara ventajosamente desde el
punto de vista económico (reducción del tiempo de
ejecución), ecológico (reducción en la
emisión de CO2 debido a la disminución
en el consumo de cemento) y el incremento en la flexibilidad de
la utilización del espacio al permitir reajustes a
través de la sustitución de paredes interiores de
viviendas, lo que constituye una alternativa ventajosa para el
empleo del bagazo excedente de la producción de
azúcar.

Desde el punto de vista de su fabricación, los
tableros aglomerados pueden agruparse en dos categorías
bien definidas: partículas y fibras, cuyo comportamiento
en el mercado internacional se presenta a
continuación.

En el caso de los tableros aglomerados de
partículas, las tendencias del mercado asociado al mismo
pueden caracterizarse como sigue:

  • la producción mundial se incrementó en
    19 veces (de 2700 MMm3 a 51641
    MMm3)
  • la contribución total de América del
    Norte, Europa Occidental y Europa del Este a la
    producción de tableros de partículas en el
    período analizado (1960-1993), constituye más del
    85% de la producción mundial
  • la participación total de América del
    Norte, Europa Occidental y Europa del Este exhibe una tendencia
    lineal a decrecer, la cual al ser ajustada por mínimos
    cuadrados tiene una relación de decrecimiento anual del
    0.265%.
  • la producción de Europa Occidental fue
    superior a las otras dos regiones seleccionadas, en tanto
    América del Norte y Europa del Este tuvieron un
    comportamiento productivo similar y estable
  • América del Norte alcanzó el mayor
    crecimiento neto de su producción de 23.2 veces (517
    MMm3 – 12017 MMm3). En cuanto al aporte
    de la región a la producción mundial, éste
    se mantuvo de forma estable alrededor del 20%
  • En Europa Occidental se registró un incremento
    neto de la producción de 14.4 veces (1621
    MMm3 – 23375 MMm3). Sin embargo, en
    contraposición su aporte a la producción mundial
    decreció del 60% (1960) a un 45.3% (1993), con un
    mínimo de 41.9% (1987)
  • Europa del Este logró un incremento de la
    producción de 19 veces (395 MMm3 – 7475
    MMm3). En esta área se aprecia también
    una reducción en la producción a partir de
    1989.

Un análisis similar para el caso de los tableros
de fibras permite establecer las siguientes
características:

  • la participación total de las áreas
    seleccionadas (A. del Norte, Europa Occidental y del Este) es
    elevada: superior al 80%, y exhibe al igual que en el caso de
    los tableros de partículas una tendencia a disminuir,
    con una tasa de reducción anual del 0.728%
  • la producción mundial muestra un lento
    crecimiento, que se traduce en una elevación de la
    producción mundial en 1.2 veces entre 1971-1993 (15741
    MMm3 – 19091 MMm3)
  • América del Norte disminuyó su
    participación en la producción mundial de un
    51.5% a un 39.5%, al mismo tiempo que su producción
    decreció alrededor de un 6% (7968 MMm3 – 7549
    MMm3). No obstante, esta región mantuvo su
    liderazgo en
    el aporte relativo a la producción mundial
  • Europa Occidental ha mantenido su
    participación en la producción mundial entre
    límites estables (14 – 21%), creciendo en
    términos absolutos en un 8% (3157 MMm3 – 3432
    MMm3)

A partir de los análisis anteriores del
comportamiento del mercado de tableros puede establecerse
que:

  • las regiones de América del Norte, Europa
    Occidental y Europa del Este aportan más del 80% de la
    producción mundial de tableros
  • el aporte a la producción mundial de tableros
    de estas tres regiones exhibe una tendencia decreciente, tanto
    para partículas como fibras, con una tasa de
    reducción del 0.265% y 0.728% anual respectivamente, lo
    que indica que la reducción en los tableros de fibras es
    aproximadamente 3 veces (2.74) mayor que en los tableros de
    partículas
  • la producción mundial de tableros de
    partículas mostró una definida tendencia a
    crecer, en tanto en los tableros de fibras el comportamiento
    fue oscilante con un crecimiento neto del 20% en el
    período
  • América del Norte muestra un comportamiento
    estable en cuanto a los niveles de participación en la
    producción mundial de tableros (fibras y
    partículas) así como en el comercio internacional
    de éstos
  • Europa Occidental exhibe, al igual que América
    del Norte, niveles estables de participación en la
    producción mundial de tableros de fibras, en tanto
    presenta una reducción de más del 15% en su
    participación en la producción
    mundial

De todas las consideraciones anteriores se deduce que
existe una tendencia a la reducción de esta
producción por parte de las regiones líderes a
nivel mundial. Esto puede deberse a dos cuestiones
básicas: reducción en la disponibilidad de residuos
para rellenos, al disminuir la tala de bosques debido su impacto ambiental
y por otra parte al surgimiento de otros materiales como los
composites, que proporcionan mayor flexibilidad a los
diseños en comparación con los tableros aglomerados
que sólo permiten obtener formas terminadas
geométricamente rectas. Por tanto, este tipo de
producción debe concebirse para satisfacer la demanda
interna de los países en desarrollo, lo cual enmarca
básicamente este producto en una estrategia parcial de
sustitución de importaciones.

Finalmente, puede expresarse que, en el largo plazo, las
tendencias constructivas (grandes edificaciones) y la necesidad
de ampliar el consumo de materiales ecológicamente
renovables, pueden potenciar un redespliegue de esta industria o
afines, por lo cual debe formar parte, discrecionalmente, de una
política
de desarrollo industrial.

II.4. Alimento Animal

La búsqueda de plantas y
sistemas para maximizar la captación de energía
solar y la conversión en biomasa es una aplicación
ventajosa de los residuos agrícolas e industriales en
general, cuyos componentes pueden usarse eficientemente en la
alimentación animal, a partir de la sustitución de
concentrados y mediante raciones que permitan obtener una
respuesta adecuada del animal con un bajo costo.

El potencial básico de los alimentos
brindados por la industria azucarera puede dividirse en dos
categorías, atendiendo al tipo de fuente alimenticia que
lo proporciona: proteínas
(levadura torula a partir de mieles finales, mostos
alcohólicos y mieles hidrolíticas) y carbohidratos
(caña integral, mieles finales, mieles integrales y/o
invertidas, pienso miel-urea-bagacillo, bagazo o meollo
predigerido, Residuos Agrícolas de la Cosecha
(RAC)).

Este enfoque se aprecia en los reportes de materias
primas utilizados a este fin: trigo, arroz con cáscara,
cereales secundarios, pescado y en el caso de la caña de
azúcar, bagazo empacado, meollo obtenido del desmedulado
en la fabricación de tableros y RAC en general., cuyo
comportamiento en el mercado puede ilustrarse mediante los seis
cultivos seleccionados siguientes: maíz,
trigo, sorgo, soja, avena y
fríjol:

  • el trigo exhibe un nivel de producción que
    oscila alrededor de las 400 MM tm, en tanto los restantes
    cultivos muestran un comportamiento estable en los niveles de
    producción
  • la elasticidad
    cruzada de estos cultivos demuestra que son complementarios y
    no sustitutos de la caña de azúcar
  • el precio deflacionado, muestra una tendencia
    decreciente para el maíz y la soja, en tanto se mantiene
    estable para el resto de los cultivos

Estas tendencias conducen a que desde el punto de vista
económico, la alimentación animal a partir de los
RAC resulte atractiva, tomando en consideración la elevada
magnitud del excedente disponible (60%) después de
proteger el suelo al mismo
tiempo que no compite con la alimentación
humana.

II.5. Mieles y Alcohol

Otra producción muy atractiva a partir de la
caña de azúcar es la obtención de alcohol a
partir de las mieles finales del proceso de producción de
azúcar, debido a la elevada productividad que
puede obtenerse en comparación con otros
cultivos.

Sin embargo, el rendimiento de las mieles varía
de acuerdo a varios factores: variedad de caña,
época de cultivo, condiciones ambientales propias del
país y factores de la industria azucarera y se encuentran
entre el 30-35% de miel final por unidad de azúcar
producido. A partir de este último índice se
estimaron, como parte de este trabajo, los niveles de
producción mundial, empleando los volúmenes de
caña reportados en los Anuarios de Producción de la
FAO y los precios del mercado mundial, obteniéndose el
precio deflacionado (1980 año base), el cual exhibe un
comportamiento decreciente en el período analizado, con
una ligera tendencia a elevarse en 1994, pero que dista del nivel
del año base.

Es importante señalar el sostenido crecimiento
que está teniendo la producción de alcohol en los
países desarrollados como Francia y EUA, lo cual ratifica
la tendencia a depender cada vez menos de los combustibles
fósiles y el cambio en la estructura de la demanda de
materias primas para la obtención de
energía.

III. Escenarios
productivos viables

III.1Escenarios propuestos.
Características

Uno de los procedimientos
actuales de valoración, análisis y
pronóstico de las tendencias de comportamiento
económico, es la presentación de escenarios
alternativos, que permite mostrar de forma sencilla diversas
alternativas. En el caso de la agroindustria azucarera, dada la
diversidad de esquemas tecnológicos factibles en
dependencia de la estructura de resultados productivos deseados y
las diversas formas de obtención de energía
renovable, pueden utilizarse, entre otros, los escenarios
relacionados en la tabla 3 de la que se aprecia:

Tabla 3. Características y objetivos de los
Escenarios seleccionados

Escenario

Objetivo productivo

Características

Convencional (A)

Continuar el tratamiento de la caña de
azúcar como fuente de obtención de
azúcar

Se estructura la demanda de energía del
proceso de manera que no haya excedente de
bagazo.

Las mieles finales del proceso se comercializan
y los Residuos Agrícolas de la Cosecha (RAC) no se
utilizan

El resultado de la producción es el
azúcar con una entrega marginal de energía eléctrica
cogenerada

Convencional mejorado (B)

Lograr un excedente de bagazo mediante la mejora
de la eficiencia del proceso para producir energía
eléctrica

Se introducen mejoras tecnológicas a la
estación de calefacción y
evaporación y cristalización

Las mieles finales del proceso se comercializan
y los RAC no se utilizan

El resultado de la producción es el
azúcar y cierta cantidad de energía
eléctrica adicional a la cogenerada

Integrado (C)

Incorporar las mieles finales al proceso a la
producción de alcohol, manteniendo la eficiencia
alcanzada en el escenario anterior

Se incorpora una destilería anexa al
ingenio

Se introducen mejoras tecnológicas a la
estación de calefacción y
evaporación y cristalización

Los RAC continúan sin
utilización

Los resultados de la producción son:
azúcar, alcohol y cierta de energía
eléctrica

Energético Integral (D)

Ampliar la entrega de energía renovable:
electricidad, biogás y
alcohol

Se pasa de un sistema de tres masas cocidas a
uno de una sola masa

Se utiliza la miel A, el jugo del último
molino y el proveniente de los filtros de cachaza para la
producción de alcohol

Se incorpora la producción de
biogás a partir de los mostos de la
destilería

Se incorporan los RAC a la obtención de
energía eléctrica

Los resultados del proceso son: azúcar,
alcohol, electricidad y biogás

Energético alternativo (E)

Maximizar la obtención de energía
eléctrica y alcohol de forma renovable durante
todo el año

Se utiliza el jugo de caña para la
producción de alcohol

Se incorporan los RAC a la obtención de
energía eléctrica

Se utilizan los mostos de las destilerías
para la producción de biogás

Los resultados del proceso son: alcohol,
electricidad y biogás

Ecológico (F)

Diversificar la estructura de
resultados

Es posible el desarrollo de una industria de
derivados

Se obtienen como resultados productivos
azúcar, alcohol, biogás, electricidad y
bagazo para fomentar la industria de derivados

  • en todos los casos, la energía requerida por
    el proceso de producción la proporciona el bagazo y por
    tanto todos los escenarios son autosuficientes
    energéticamente
  • los escenarios que mantienen la producción de
    azúcar como resultado productivo fundamental (A, B y C)
    requieren de cierta cantidad de energía para transportar
    las mieles y el destino final de los RAC es un problema
    pendiente de solución
  • sólo en el escenario ecológico (F) es
    posible el desarrollo de una industria de derivados
  • el escenario energético alternativo (E)
    permite disponer de energía eléctrica durante
    todo el año a partir de la cosecha continua durante 10
    meses y mediante el almacenamiento de cierta cantidad de bagazo para
    mantener la generación durante los meses de
    lluvia
  • es posible obtener sustitutos renovables (alcohol y
    biogás) del combustible fósil requerido para la
    transportación

Antes de concluir esta presentación de los
escenarios es necesario señalar que el energético
alternativo (E) requiere para su establecimiento de un conjunto
de requisitos adicionales que condicionan su
generalización, y que, por tanto, lo convierten en
alternativo. Estos requisitos son básicamente los
siguientes :

  • niveles de precipitaciones que permitan ejecutar las
    tareas de la cosecha durante gran parte del año (por lo
    menos durante nueve meses) y almacenar cantidades de bagazo que
    puedan utilizarse para la generación durante los
    períodos de lluvia
  • características y acondicionamiento del
    terreno que faciliten el drenaje de las lluvias
  • disponibilidad de equipos que permitan la cosecha en
    condiciones de humedad del suelo

Adicionalmente, este esquema de producción tiene
la limitación de que una vez pasado el período de
maduración del cultivo, la presencia de azúcar
disminuye hasta niveles que pueden llegar a ser del 50% y por
tanto se reduce la producción de alcohol. No obstante, la
posibilidad de obtener durante todo el año una cierta
cantidad de combustible líquido (alcohol) y mantener la
generación de energía eléctrica, hace de
éste un escenario alternativo muy atractivo.

III.2 Resultados

A partir de la conformación de cada uno de los
escenarios (tabla 3), pueden elaborarse los esquemas de
producción correspondientes cuyos resultados se muestran
en la tabla 4 de la que puede apreciarse:

Tabla 4. Indices de producción referidos a una
tonelada de caña integral (tci)

Vapor

Azúcar

(kg/tci)

Alcohol

(l/tci)

Electricidad (kwh/tci)

Biogás
(Nm3/tci)

Bagazo (kg/tci)

RAC (kg/tci)

Cachaza

(kg/tci)

Bagazo

RAC

Total

Cogenerada

Directa

A

BP/

MP

72.0

10.0

10.0

240.0

18.0

B

BP

72.0

7.0

50.0

57.0

240.0

18.0

MP

72.0

14.0

53.0

67.0

240.0

18.0

C

BP

72.0

5.4

9.8

43.6

53.4

240.0

18.0

MP

72.0

5.4

16.0

49.3

65.3

240.0

18.0

D

BP

28.0

22.5

9.0

56.7

74.3

140.0

8.5

7.0

MP

28.0

22.5

15.5

61.7

87.3

164.5

8.5

7.0

E

BP

36.8

11.9

60.1

74.3

146.3

13.9

11.4

MP

36.8

18.2

63.3

87.3

168.8

13.9

11.4

F

BP

48.0

15.5

10.7

74.3

85.0

5.9

76.1

4.8

MP

48.0

15.5

17.9

87.3

105.2

5.9

71.6

4.8

  • la cachaza puede emplearse como abono orgánico
    para sustituir compuestos químicos
  • el empleo de una presión
    de generación media incrementa en un 60% o más la
    capacidad de cogeneración
  • el escenario energético alternativo (E)
    permite obtener un máximo de energía renovable en
    forma de alcohol, biogás y electricidad
  • el escenario ecológico (F) exhibe la
    estructura más diversificada
  • en los escenarios con énfasis en la
    obtención de energía eléctrica a partir de
    los RAC (D, E y F) la obtención de energía
    eléctrica duplica el nivel de entrega empleando
    solamente bagazo

En cuanto a la caracterización del comportamiento
energético, éste puede realizarse a través
de los tres indicadores
siguientes que combinan sus magnitudes absolutas y la estructura
de éstas:

  • balance de energía, obtenido como la
    diferencia de energía existente entre los productos y
    residuos y la demanda de ésta para la cosecha y la
    transportación. En la figura 1, donde se muestran estos
    índices, se aprecia que los escenarios con
    énfasis energético (D, E y F) tienen un balance
    de energía que es aproximadamente la mitad de aquellos
    donde el azúcar constituye el centro productivo (A, B y
    C). Esto se debe a que el aporte fundamental a la estructura
    energética está dado por el azúcar, que en
    estos escenarios tiene un volumen de
    producción elevado al igual que su valor
    calórico así como a la incorporación del
    aporte energético de los RAC, que estos escenarios no
    tiene un destino productivo.

  • cantidad de combustible fósil que puede
    sustituirse mediante la transformación del parque
    automotor de gasolina utilizado en el proceso productivo por
    alcohol (se asume que el 90% de la producción se destina
    a este fin) y biogás (supone el empleo del 100% de la
    producción para este propósito). Como se aprecia
    en la figura 2, los escenarios con énfasis en la
    obtención energía renovable (D, E y F) permiten
    la sustitución del 50% o más del combustible
    fósil requerido para la transportación,
    llegándose en el energético alternativo (E) a una
    sustitución completa. Nótese que en estos
    escenarios puede elevarse el nivel de sustitución si se
    decide emplear la transportación mediante ferrocarriles
    propulsados por electricidad.

  • energía renovable remanente (10% del alcohol
    producido y 100% de la electricidad) que entrega el sistema. El
    comportamiento de esta magnitud se muestra en la figura 3,
    donde se evidencia que los esquemas de producción
    energéticos (D, E y F) duplican la cantidad de
    energía renovable remanente en comparación con
    los tradicionales que mantienen la producción de
    azúcar como resultado productivo fundamental (A, B y
    C)

Finalmente, para el análisis del impacto del
escalado se seleccionaron dos capacidades industriales: una de
baja capacidad de molida (300 mil @/día) y
generación de vapor a baja presión (19
kg/cm2) y otra de alta capacidad de molida (un
millón @/día) y generación de vapor a
presión media (28 kg/cm2), los cuales entregan
azúcar, alcohol y electricidad en un período de
zafra de 120 días.la producción de alcohol,
días es superior a los 20 Mm3 en los escenarios
energético (D, E y F), como se muestra en la figura
4.

En el caso del escenario energético alternativo
(E), que produce 50 Mm3 en 120 días, puede
estimarse para el resto del tiempo de operación (6 meses)
una magnitud similar, debido a la disminución en la
cantidad de azúcares disponibles para fermentar. Por
tanto, la producción anual de este escenario es del orden
de los 100 Mm3, lo que representa más de 50 mil
toneladas de petróleo
equivalente

III.3 Valoración integral

Después de analizar de forma independiente la
estructura de resultados, la disponibilidad y estructura de la
energía así como el impacto del escalado de los
mismos a niveles industriales prácticos, es posible
integrar éstos en las siguientes valoraciones:

  • el escenario convencional exhibe los peores
    índices en comparación con los restantes
    escenarios, ya que no permite una industria de derivados y no
    compensa la demanda de energía fósil
  • la introducción en el esquema de
    producción de azúcar convencional de las
    variantes tecnológicas del escenario mejorado (B)
    representa una alternativa para incrementar la eficiencia en el
    empleo de la energía disponible en este
    cultivo
  • la incorporación de una planta de derivados
    anexa al central para el procesamiento de residuos y
    subproductos conduce a un incremento en la eficiencia
    energética del sector visto como sistema ya que reduce
    la necesidad de transportación y permite realizar un uso
    más eficiente del vapor
  • la obtención de energía
    eléctrica tiene un campo potencial importante. En este
    sentido es necesario resaltar el impacto ecológico del
    Escenario E, que permite disponer durante todo el año de
    una «central eléctrica», cuya materia
    prima es renovable
  • los escenarios energéticos (D, E y F) permiten
    obtener una fuente de energía de renovable, en forma de
    combustible líquido (alcohol), que constituye una
    alternativa para la sustitución de combustibles
    fósiles en el proceso de producción y convierten
    a esta industria, no sólo suficiente en términos
    de balance (entrega o demanda) de energía, sino
    también en cuanto a la estructura de esa propia
    demanda
  • el escenario ecológico (F) permite un
    desarrollo de la industria de los derivados, lo cual contribuye
    a la creación de fuentes de empleo, que al mismo tiempo
    permite la sustitución parcial de importaciones y la
    introducción en el mercado nacional de productos con
    menor impacto ecológico adverso (cemento, papel a partir
    de madera, etc)
  • se requiere de una transformación en el parque
    automotor hacia combustibles renovables (alcohol, biogás
    y electricidad) para materializar las potencialidades del
    sector.

Sin embargo, es importante resaltar que, para proponer
una estrategia de Desarrollo Sostenible no existe una variante
única, sino que cada uno de los escenarios propuestos (u
otros que se puedan plantear) debe ser analizado como un sistema,
para en correspondencia con las características del suelo,
posibilidades de transportación, mano de obra, etc,
establecer el escenario que más convenga en cada una de
las instalaciones existentes o que se planifiquen
edificar.

Por otra parte, es necesario significar que los
escenarios presentados ilustran la existencia de múltiples
alternativas disponibles para incorporar de forma progresiva esta
agroindustria dentro de una estrategia de DS.

Finalmente resulta imprescindible resaltar que todos
estos escenarios suponen niveles de molida estables, lo que
constituye una premisa indispensable para establecer cualquier
política en el sector.

IV.
Conclusiones

Del análisis realizado pueden extraerse las
conclusiones siguientes :

  • los niveles de producción de azúcar en
    los últimos años crecen a un ritmo semejante al
    crecimiento poblacional
  • el precio deflacionado del azúcar exhibe una
    tendencia decreciente desde 1900
  • el azúcar se enfrenta a la competencia de
    edulcorantes alternativos como el Jarabe de Maíz Rico en
    Fructuosa (JMRF) y la tendencia actual es a un desplazamiento
    mayor de la participación de éstos en el
    mercado
  • el crecimiento del consumo de JMRF se ha visto
    favorecido por las políticas proteccionistas aplicadas
    hasta mediados de los años 90’s por países
    como Estados Unidos y Japón
  • el precio deflacionado de las mieles exhibe una
    tendencia decreciente, aunque parece recuperarse en
    1993
  • el precio deflacionado de los cultivos alternativos
    para alimento animal analizados (complementarios de acuerdo al
    análisis de elasticidad cruzada), se mantienen
    constantes o decrecen, en tanto sus niveles de
    producción permanecen constantes desde los años
    80's
  • los niveles de producción de tableros
    aglomerados y de los distintos tipos de papel crece desde 1960
    de forma discreta, con una marcada tendencia a reducir los
    niveles de participación en la producción mundial
    de América del Norte y Europa.
  • en una estrategia de diversificación las
    características de este cultivo apuntan a que el
    objetivo energético puede tener un lugar prominente
    dentro de la misma

A partir de los resultados productivos de los seis
escenarios viables tecnológicamente para la agroindustria
de la caña de azúcar analizados y partiendo del
principio de que la sustentabilidad energética renovable
debe considerarse como un problema de seguridad nacional, pueden
señalarse como conclusiones de este trabajo las
siguientes:

  • la decisión de considerar el azúcar
    como resultado fundamental del cultivo de la caña de
    azúcar, conduce a la estructura de resultado más
    desventajoso así como de inestabilidad
    financiera
  • es aconsejable sustituir la designación de
    agroindustria azucarera por el de agroindustria de la
    caña de azúcar, como parte de un cambio en el
    concepto del destino de este cultivo que lleve a una verdadera
    diversificación de esta industria
  • la obtención de energía renovable
    (alcohol, biogás y electricidad) a partir de la
    caña de azúcar es una alternativa de
    mínimo impacto ambiental viable
    tecnológicamente
  • el empleo del secado de bagazo con los gases de
    escape, la cogeneración y el tratamiento de residuales
    para la obtención de biogás, así como el
    uso de esquemas de calefacción y evaporación y
    cristalización más eficientes constituyen un
    aspecto importante para incrementar la disponibilidad de bagazo
    para otros fines
  • el empleo de la cachaza como abono orgánico en
    sustitución de compuestos químicos es atractivo.
    En general, los residuales del proceso (aguas residuales y
    lodos provenientes de la obtención de biogás)
    pueden utilizarse ventajosamente para sustituir el empleo de
    fertilizantes obtenidos por síntesis
    química
  • la incorporación de los RAC al enfoque
    energético de esta agroindustria es imprescindible, ya
    sea para obtener energía eléctrica o para
    alimentación animal donde tiene la ventaja de que no
    compite con la alimentación humana, pero requiere de
    estudios complementarios para establecer el óptimo entre
    el procesamiento previo a su traslado y la demanda de
    energía para su transportación
  • el desarrollo de una industria de derivados, permite
    la sustitución de productos con impacto ambiental
    adverso como el cemento y el papel. De igual forma, esta
    alternativa promueve la realización de investigaciones y
    contribuye a crear nuevos puestos de trabajo, al mismo tiempo
    que incrementan el valor agregado a la estructura de resultados
    productivos
  • se requiere de una transformación en el parque
    automotor hacia combustibles renovables (alcohol, biogás
    y electricidad) para materializar las potencialidades del
    sector.
  • la caña de azúcar ofrece una amplia
    gama de posibilidades de obtención de derivados a partir
    de subproductos y residuales, lo que permite un elevado
    número de enlaces hacia adelante y hacia detrás
    en la economía doméstica, contribuyendo a mejorar
    la situación del empleo
  • es posible obtener fuentes de energía
    renovable como son:
  • el excedente de bagazo del proceso de
    producción de azúcar tiene buenas
    características como combustible ecológico, al
    mismo tiempo que permite la cogeneración de
    energía eléctrica durante el proceso de
    fabricación de azúcar
  • las mieles finales u otras corrientes del proceso de
    fabricación de azúcar permiten obtener alcohol,
    de gran importancia en su condición de combustible
    líquido renovable
  • la producción de biogás a partir de los
    mostos de las destilerías es una alternativa que en la
    actualidad tiene gran difusión en los países
    desarrollados
  • además del objetivo de obtención de
    energía a partir del bagazo, existen un sinnúmero
    de alternativas de empleo del bagazo para obtener otros
    productos entre los que se encuentran : tableros, pulpa y
    papel, furfural y la amplia gama de productos de la industria
    fermentativa (aminoácidos, ácidos
    orgánicos, solventes, enzimas,
    proteínas unicelulares y productos de industria
    farmacéutica ), los cuales comparan ventajosamente en
    cuanto al impacto ecológico
  • las estrategias de diversificación de la
    industria de la caña de azúcar puede ser una
    respuesta viable a las amenazas presentes si se realiza
    efectivamente y teniendo en cuenta los criterios del Desarrollo
    Sostenible (DS).

V.
Bibliografía

de Armas, C.;
González, L.:"La caña de azúcar como fuente
de energía", La Industria de los Derivados de la
Caña de Azúcar, Capítulo II, pp:57-89,
1985

Atienza, P. :"La crisis del
mercado azucarero mundial y su posible evolución en las campañas 1984/85 y
1985/86" ATAC, 44, #6, pp:29-34, nov-dic/85

Blanco, G.:"La producción de alcohol a partir de
la industria azucarera y sus posibilidades", Editorial
Científico Técnica, 1982, Cuba

Blanco, G.; Sáenz, T.:"Mieles: utilización
y potencial mundial", Informe interno
del ICIDCA, II-2377, 1987

Cabello, A.:"Hacia una estrategia del uso de la
caña para alimentación animal", Subproductos y
Derivados de la Agroindustria Azucarera, pp:291-313,
Colección GEPLACEA, Serie Diversificación,
1988

Costa, R. :"Análisis de la situación del
consumo mundial de azúcar", ATAC, 45, #3, pp:27-31,
may-jun/86

García, A.; Santiesteban, C.M.:"Algunos aspectos
económicos de la levadura torula", Revista
ICIDCA, vol XII, #3, pp:35-47, 1978

Herryman, M.; Alfonso, G.: "Problemática
internacional de la industrialización del bagazo", Revista
ICIDCA, vol XXIV, #2-3, pp:33-36, 1990

Jiménez, M. :"Situación actual de los
edulcorantes sustitutos del azúcar a nivel mundial", IV
Congreso Internacional de Azúcar y Derivados, abr/96,
Cuba

Klibansky, M.:"Alcohol etílico", La industria de
los derivados de la caña de azúcar, Cap XII,
pp:341-349, 1983

Llanes, J.; Torres, J.:"Caña de azúcar,
¿azúcar o energía? Hacia un sistema
energético sustentable", Taller Económico
ambiental, Kingston, Jamaica, 1994

López, P.; de Armas, C.:"La industria de la
caña de azúcar en el marco de la crisis
energética", Revista ICIDCA, vol XIII, #1/2/3, pp:14-23,
1979

Martínez, D.; Torres, O.; Calvo, A.;
López, C.; Lastra, J.:"Caracterización
química física de la cachaza.
Informe final del quinquenio 1986-90", Informe interno del ICIDCA
II-3462, 198-

Mesa, J.; Glez, L.; Llanes, J.: "Tendencias de
producción y mercado de papel", Revista ICIDCA, vol XXXI,
#1, pp: 27-32, 1997.

Mesa, J.:"La agroindustria azucarera en un marco de
Desarrollo Sostenible", Tesis de
Maestría en Economía, universidad de la
Habana, 1997

Mesa, J.; Paz, V.; Glez, L.: "Tendencias de
producción y de mercado de tableros aglomerados", Revista
ICIDCA, vol XXXI, # 3, pp:49-62, 1997.

Mesa, J.; Glez, L.; Llanes, J.: "Caracterización
preliminar del mercado alternativo de la caña de
azúcar para alimento animal", Revista ICIDCA, vol XXXI, #
2, pp:61-71, 1997.

Morera, R.; Leal, D.:"Eficiencia agroindustrial y
energética de la industria azucarera", Informe externo,
ICIDCA, IE-671, 1993

Nocedo, I. :"La crisis del mercado azucarero"
Economía y Desarrollo, #106, pp: 92-101,
sep-oct/88

Nocedo, I.; Caballero, A.; Rodríguez, J.:"La
calidad del azúcar y su comercialización", Informe externo, ICIDCA,
IE-612, 1993

del Risco, E.: "Los bosques de Cuba. Su
historia y características", Editorial Pinos Nuevos,
1995

Ruiz, N.M. :"Estudio de la tendencia del consumo per
capita anual de azúcar período 1954-84)",
CubAzúcar, pp:18-21, oct-dic/86

Suares, R.:"Caña de azúcar: medio ambiente
y desarrollo", Seminario
Internacional de Generación Comercial de Energía
Eléctrica en la Agricultura Cañera, pp:415-447,
jun/94

Valdés, E.; Obaya, M.C.; Rodríguez, F.;
Ramos, J.:"Tratamiento de los residuales mediante la
producción de biogás en la destilería del
CAI Heriberto Duquesque", Informe interno del ICIDCA II-3855,
1994

Velázquez, E.L. :"1974: Los precios más
altos de todos los tiempos", ATAC, 33, #4-6, pp:40-45,
jul-dic/74

Anuario de Productos forestales de la FAO,
1960-1993

F.O. Licht’s International Molasses and Alcohol
Report, #13-20, dic/86

Oportunidades para la industria de tableros de bagazo en
Cuba, Informe ICIDCA-MINAZ, oct/94

MINAZ: "Potencial de productos con destino a la
alimentación animal", Informe externo, ICIDCA, IE-339,
1972

Sugar YearBook, 1960-1990

The World Sugar Economy, vol II, 1963

ANEXO
A

Tabla A.1 Valores
calóricos utilizados (MJ/kg)

Producto

Valor calórico

bagazo (50% humedad) [8]

7.6

bagazo (35% humedad) [8]

11.4

petróleo [8]

39.7

caña de azúcar como materia seca [9]

17.4

Residuos Agrícolas de la Cosecha
[10]

11.7

mieles finales [10]

10.7

herbicida [10]

229.3

azúcar [11]

15.8

cachaza [12]

10

biogás (MJ/m3)
[13]

19.8

alcohol [14]

26.8

electricidad (MJ/kwh)

10.32

Tabla A2. Resultados del proceso de
producción convencional de
azúcar

Producto

kg de producto/tci

Residuos Agrícolas de la Cosecha

400

Bagazo

180

Azúcar

72

Mieles finales

20,4

Cachaza

18

Tabla A3. Condiciones de generación del
vapor

Escenario

Presión
(kg/cm2)

T (° C)

Eficiencia (%)

Vapor en caña (%)

A

19

343

58

45

B

19

343

78

38

C al F

28

400

78

38

Tabla A4. Indices de proceso

Características del vapor de
escape

Demanda de energía
eléctrica:

Presión: 2.1 kg/cm2

para extracción: 15 kwh/tm de tallos
limpios

T: saturado

total del ingenio: 25 kwh/tm de tallos
limpios

Eficiencia turbo: 65%

destilería de alcohol: 3 kwh/hl

 

 

Autor:
Lic. Jesús de la Caridad Mesa Oramas

J’Dpto de Instrumentación y Automática,
Instituto Cubano Investigaciones de los Derivados de la
Caña de Azúcar

Dr. Ing. Leonel González
Penichet,

Subdirector de Investigaciones, Instituto Cubano
Investigaciones de los Derivados de la Caña de
Azúcar

Partes: 1, 2
 Página anterior Volver al principio del trabajoPágina siguiente 

Nota al lector: es posible que esta página no contenga todos los componentes del trabajo original (pies de página, avanzadas formulas matemáticas, esquemas o tablas complejas, etc.). Recuerde que para ver el trabajo en su versión original completa, puede descargarlo desde el menú superior.

Todos los documentos disponibles en este sitio expresan los puntos de vista de sus respectivos autores y no de Monografias.com. El objetivo de Monografias.com es poner el conocimiento a disposición de toda su comunidad. Queda bajo la responsabilidad de cada lector el eventual uso que se le de a esta información. Asimismo, es obligatoria la cita del autor del contenido y de Monografias.com como fuentes de información.

Categorias
Newsletter